高寒地区c30f100混凝土性能与质量控制技术研究

·166·价值工程高寒地区C30F100混凝土性能与质量控制技术研究StudyonthePerformanceandQualityControlTechnologyofC30F100ConcreteinAlpineArea田帅淤于TIANShuai曰李世华淤于LIShi-hua曰曹宝淤CAOBao（淤云南建投绿色高性能混凝土股份有限公司，昭通657000；于云南省高性能混凝土工程研究中心，昆明650501）（淤YunnanConstructionInvestmentHoldingGreenandHighPerformanceConcreteCo援，Ltd.，Zhaotong657000，China；于YunnanEngineeringResearchCenterofHighPerformanceConcrete，Kunming650501，China）摘要院文章研究了高寒地区C30F100混凝土的工作性能、力学性能及抗冻性能，以及C30F100混凝土生产质量控制技术。结果表明：C30F100混凝土抗冻性能随着粉煤灰的增加而变差，抗压强度随着含气量的增加而降低，但随着含气量的增加混凝土抗冻性能变优，当含气量为5.8%时，C30F100抗冻融循环次数可以达到350次。通过C30F100混凝土配合比设计、生产及施工质量控制要点控制、动态温度监控等措施，保证了混凝土质量，形成了适用于低温高海拔地区的成套混凝土生产控制关键技术，开发出了满足低温高海拔条件下的C30F100混凝土。Abstract:Thearticleresearchedtheworkingperformance,mechanicalpropertiesandfrostresistanceofC30F100concreteinalpineareas,andthequalitycontroltechnologyofconcreteproduction.TheexperimentalresultsshowthatthefrostresistanceandthecompressivestrengthofC30F100concretebecomesworsewiththeincreaseofflyash,butthefrostresistancebecomesbetterwiththeincreaseofaircontent.Whentheaircontentis5.8%,C30F100thenumberoffreeze-thawcyclescanreach350times.TheconcretequalityisguaranteedthroughthemeasuresofC30F100concretemixproportiondesign,productionandconstructionqualitycontrolkeypointscontrol,dynamictemperaturemonitoringandsoon.Thekeytechnologyofcompleteconcreteproductioncontrolsuitableforlowtemperatureandhighaltitudeareahasbeenformed,andtheC30F100concretehasbeenproduced.关键词院混凝土；抗冻性；冬季施工；质量控制Keywords:concrete；frostresistance；winterconstruction；qualitycontrol中图分类号院TU528文献标识码院A文章编号院1006-4311（2020）07-0166-040引言香格里拉地区所在地平均海拔在3200m以上，从当年10月到次年3月平均气温均处于5益以下，冬季白天温度在4耀7益，夜间最低气温可达到-13益，昼夜温差最大在20益以上。混凝土面临高寒、昼夜温差大、空气湿度小等严酷的环境条件，很容易因表面失水过快而产生收缩裂缝，温差大而产生温度裂缝，冻融循环而产生结构的破坏，影响混凝土构件强度和耐久性[1-4]。本文结合香格里拉地材、要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要基金项目院云南省高新技术产业发展项目（云高新产业发展201507）。作者简介院田帅（1986-），男，河南杞县人，云南建投绿色高性能混凝土股份有限公司，工程师，硕士，研究方向为高性能混凝土。高寒气候特点，对C30F100混凝土配合比设计、生产及施工质量控制要点等进行研究。通过制订合理的冬期施工技术方案、严格质量控制、动态温度监控等措施，有效保证了混凝土质量，形成了适用于低温高海拔地区的成套混凝土生产控制关键技术，开发了满足设计及施工要求的C30F100混凝土。1试验内容与方法1.1C30F100原材料淤选用P·O42.5水泥，标准稠度用水量28.2%，初凝时间150min，终凝时间275min，3d抗折强度为6.2MPa、抗压强度为27.1MPa，28天抗折强度为8.4MPa、抗压强度为48.7MPa。于域级煤灰，平均细度18.1，需水比103，含水率为市道路软基处理中的应用地位，但受施工技术、机械设备等要素的影响，高压旋喷桩在实际应用中依旧存在诸多缺陷与不足，制约着城市道路软基处理效果的有效提升。因此，施工管理人员应该从城市道路软基处理的客观实际需求出发，密切结合施工环境，充分遵循高压旋喷桩施工技术的基本规律，多措并举，切实优化施工流程，提高施工质量，为保障城市经济社会的持续稳定发展奠定坚实基础。[1]郝琪，贾元华.公路应急能力评价指标体系研究[J].交通标准化，2017，220（9）：189-193.应用[J].南京工业大学学报（自然科学版），2017，33（3）：807-901.[3]魏辉，李玲玲.高压旋喷桩在郑州地铁深基坑基地加固中的应用[J].价值工程，2018（19）：201-202.[2]王清源，潘旭海.熵权法在重大危险源应急救援评估中的参考文献院必要情况下可先行模拟后再行正式施工。要密切关注高压旋喷桩施工过程中施工人员的操作规范程度，对于发现的操作不规范甚至违章操作等行为及时进行纠正。此外，要缜密排查影响施工安全的潜在要素，防止安全要素蔓延扩散，造成更为严重的安全质量问题。5.4严格掌握施工技术要点要依据相关设计标准，对城市道路软基进行详细勘测与分析，掌握软基的土质密度等基本情况，并以此为基础选择适用的施工技术工艺，制定行之有效的施工技术方案。要高度重视凹穴问题的负面影响爱，并采取科学方法予以防范，可采取超高喷浆注浆方法使其负面影响最小化，并在浆液尚未彻底凝固时，对冒浆进行捣实操作。6结语综上所述，高压旋喷桩的诸多应用优势决定了其在城ValueEngineering表1混凝土配合比编号C30F100-1C30F100-2C30F100-3C30F100-4C30F100-5C30F100-6胶材总量/kg388388388388388388水/kg166165165165165165水泥/kg318318318388310233粉煤灰掺量20%20%20%0%20%40%砂/kg807807807807807807碎石/kg106910691069106910691069外加剂2.0%2.0%2.0%2.0%2.0%2.0%·167·含气量2.0%4.0%6.0%2.0%2.0%2.0%0.3%。盂外加剂固含量16.2%，减水率28%；与水泥适应性：初始扩展泥量榆碎石粒径260mm，9.5耀26.5mm1h扩展270mm，针片状，2h扩展2.7，270mm压碎值。23.1，含为0.5虞0.2%机制。砂，细度模数2.4，含粉量达11.2%，MB愚。值1.2自来水，水温度在35益耀50益。性能及抗冻性能，C30F100混凝土配合比混凝土配合比设计优先考虑混凝土的防冻同时降低混凝土早期收缩、降低开裂风险，确保在较低温度下混凝土的强度。采用较小的水灰比，适当增加胶凝材料中水泥的比例，从而提高混凝土的强度，提高混凝土抵抗冻害的能力。在外加剂中复合加入防冻剂、早强剂、引气剂，提升混凝土早期强度，使混凝土较早的达到临界受冻强度，降低受冻的风险，同时提高混凝土硬化后的抗冻性能。混凝土配合比如表1所示。1.31.3.1试验方法含气量试验根据《普通混凝土拌合物性能试验方法》GB50080规定的方法，采用CA-3含气量量测定仪进行混凝土含气量的测定。1.3.2工作性能及力学性能试验根据《普通混凝土拌合物性能试验方法》GB50080规定的方法，开展坍落度及扩展度试验。根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081，采用TYE-2000B压力试验机进行抗压强度测试。1.3.3混凝土抗冻性测试方法T根据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》GB/抗冻循环试验50082中快冻法，采用（如图1所示）TDRK9；采用冻融试验机开展混凝土DT-20W动弹仪进行混凝土动弹性模量的测试（如图2所示）。图1TDRK9混凝土快速冻试验机图2混凝土动弹性模量测定仪22.1结果与讨论混凝土相关性能表2C30F100混凝土性能工作性能/mm强度/MPa序号实际含抗冻次坍落度扩展度气量/%3d7d28d数/次C30F100-1C30F100-220028.1C30F100-31855051.9%26.931.543.7225C30F100-419549022.428.939.5275C30F100-51904954.1%29.826.7350C30F100-61904505.8%1954702.1%4751.8%2.0%29.038.034.332521.933.846.826.440.632.5200125落度在C30F100185mm耀200mm混凝土性能如表之间，扩展度在2所示，各配合比混凝土坍450mm耀505mm之间，粘聚性较好，无泌水与离析情况出现，工作性能良好。随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的扩展度有所增加，这是由于粉煤灰的滚珠效应，可以改善混凝土的流动性。但是随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的抗压强度显著降低。含气量对混凝土的抗压强度影响也较大，含气量由1.9%增加到5.8%时，混凝土28d抗压强度降低了9.4MPa。2.2含气量对混凝土抗冻性能的影响按照表1开展含气量对混凝土抗冻性能的影响的试验，配制的混凝土含气量分别控制在2%，4%，6%左右。由表2可知，C30F100-1、C30F100-2、C30F100-3的实际含气量分别为1.9%、4.1%、5.8%，随着含气量的增加混凝土各C30F100龄期强5.2MPa-1度相都比有28d所下抗降压，强C30F100度分别-2下、C30F100降了4.5MPa-3与、含气量的升高，。这是由于在相同配合比条件下，增大了混凝土的气泡含量，随着新拌混凝土有效承载力截面减小，引起了混凝土强度的降低。但是随着混凝土含气量的增加，引气剂在混凝土内部形成了大量独立而均匀的微小密闭气泡，这些小气泡既可以阻塞混凝土中的毛细管·168·通路、减少外界水分的进入，又可以缓解混凝土中水分结冰时产生的膨胀压力，所以含气量较高时混凝土的抗冻性较好，350当含气量为5.8%时，C30抗冻融循环次数可以达到抗压强度，次。因此，另一方面又会改善混凝土的抗冻性能，随着含气量的增加，一方面会降低混凝土的在实际生产时应综合考虑，保证混凝土的综合性能满足工程建设需求。图3混凝土试配图4含气量测试图5混凝土抗冻试验2.3粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能的影响按照表2中的混凝土配合比开展粉煤灰对混凝土抗冻性能影响的试验，粉煤灰的掺量分别为0%、20%、40%。（相关试验如图3~图5所示）。由表2可知，随着粉煤灰掺量的增加，混凝土各龄期抗压强度均有所降低，抗冻性下降。这主要由于当引气量水平较低时，在混凝土中掺入大量的粉煤灰，影响胶凝材料的水化速率，混凝土的密实度下降，外界的水分容易进入到混凝土内部，同时降低混凝土早期强度，使混凝土抵抗受冻破坏能力降低，所以在配制C30F100时粉煤灰掺量不宜过高，不宜超过胶凝材料的20%。33.1混凝土生产及质量控制混凝土生产控制严格执行配比，加强控制和管理，减少混凝土现场二次调整，确保工作性和稳定性。严格把控碎石、机制砂的含粉量，杜绝使用不合格的原材料用于生产。对生产过程中的下料误差严格把控，水泥、粉煤灰、水、外加剂下料误差控制在依1%以内，集料下料误差控制在依2%以内。3.2混凝土出厂控制针对香格里拉10月以后的天气情况，昼夜温差较大，夜间温度为-10益左右，为防止已浇筑构件受到冻害，在外价值工程加剂组份中掺入防冻成分及引气成分，同时，采用热水进行混凝土拌合生产（加热设备如图6所示），保证混凝土入模温度在10益以上，确保实体工程质量。为保证混凝土的抗冻性能，混凝土含气量控制为2%耀4%。同时对运输车辆进行包裹保温（如图7所示），保证冬期混凝土入模温度要求。图6拌合水加热锅炉图7混凝土运输车保温C30F100C30F100进行坍落度检测合格后方可出厂。状态，坍落度性能状态温度监控设备如图180mm耀200mm，扩展度8耀520mm耀450mm图11所示。出厂墩柱；现场状态：坍落度160mm耀180mm，扩展度480mm耀400mm。图8混凝土坍落度图9入模状态图10测温设备图11温度测量ValueEngineering3.3混凝土浇筑控制C30F100墩柱混凝土浇筑方式均为非泵，在施工现场通常使用容积为1m3的锥形料斗进行浇筑，浇筑过程比较缓慢。所以应严格控制运输车的调配，杜绝现场押车过多，·169·同时对C30F100混凝土取样，按照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》GB/T50082中的快冻法进行抗冻性能检测（如图14~图15所示），通过检测混凝土质量损失均低于2%，混凝土抗冻融损坏主要表现为动弹性且单车混凝土运输方量不宜超过8m3，保证混凝土的工作性及稳定性符合施工要求。对于进入冬期施工的墩柱埋设测温线，对混凝土浇筑完成后及养护期间进行温度监控，掌握温度变化规律，然后根据测温结果对，混凝土采取有效的保温养护措施，减少混凝土的开裂，提高混凝土的防冻与抗冻能力。通过对高17.6益16m，直径约24h，后，浇筑气温1.8m内部升至最高，20.8益的墩柱进行温度监控，，测温时间为混凝土入模温度然后开始降温；38h左右。墩柱浇筑一日内降温速度超过10益；混凝土升温速度快，降温速度也比较快，产生温差裂纹几率也较大。根据实际测温，香格里拉地区墩柱的关键保温时间是在36h以内，针对墩柱的养护需要采取保温保湿的措施，控制内外温差；拆模时间应根据内外温差监测判断，混凝土36h温峰最高，拆模宜避开此时段，并适当延长，可采取48h后再拆模，错开构件最大内外温差时段，降低开裂风险。3.4墩柱混凝土养护措施冬季环境气温低、干燥，低温下混凝土水化速度变慢，受冻害的几率增大。尽可能使用保温材料如棉被、草帘或泡沫保温板等覆盖暴露混凝土表面和包裹钢模板12所示）（如图墩柱拆模后，，保证混凝土温度。在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜、湿麻袋或土工布，以减少混凝土表面热量的散发和防止混凝土内部水分蒸发，使混凝土能在潮湿条件下进行养护以控制干缩裂缝产生（如图13所示）。对于气温较低的冬季宜采取塑料包裹加棉被保温养护，整个过程持续14天左右。图12墩柱冬季浇筑养护图13墩柱冬季后期养护3.5体构件进行回弹检测，C30F100混凝土性能混凝土到达结果如表28天龄期后，对3所示，均满足工程设计20个墩柱实要求。表3回弹检测统计表混凝土样本最大值/最小值/平均值/均方差/变异评定等级容量/组MPaMPaMPaMPa系数结论C30F1002042.835.738.41.11.5合格模量损失；混凝土抗冻等级均大于F300，具有较好的抗冻性能。F100，最高能达到图14混凝土抗冻融循环试验图15冻融循环后混凝土试件4降低；但是混凝土的抗冻性能随着含气量的增加逐渐变淤C30F100结论混凝土抗压强度随着含气量的增加有所好，当含气量为5.8%时，C30F100抗冻融循环次数可以达到350次。掺量的增加，于粉煤灰可以改善混凝土的工作性能，混凝土各龄期抗压强度均有所降低，但随着粉煤灰抗冻性下降，在配制C30F100时粉煤灰掺量不宜超过20%及耐久性能综合考虑，盂在实际生产时应根据混凝土的工作性能、保证混凝土的综合性能满足工程建力学性能。设需求，C30F100是在榆的含气量宜控制为2%耀4%。36h根据实际测温香格里拉地区墩柱的关键保温时间以内，针对墩柱的养护需要采取保温保湿的措施，控制内外温差；拆模时间应根据内外温差监测判断，错开构件最大内外温差时段，降低开裂风险。参考文献院建材，[1]李科兴，宁波.高抗冻及超抗冻混凝土的开发应用[J].江苏抗冻性分析[2]2019王庆石，（2）：15-17.[J].硅酸盐通报，王起才，张凯，2015等，.不同含气量混凝土的孔结构及34（1）抗冻性能研究[3]罗憨，李延和，[J].混凝土，夏永清，2014（等：30-35.8.干混抗冻混凝土配合比设计及输，2010[4]栗新燕（4）：17-18..提高混凝土抗冻耐久性的措施）：144-147.[J].内蒙古公路与运